Abstract We have optimized a CRISPR interference system to facilitate gene knockdown in the gram-positive bacterial pathogen Staphylococcus aureus. Our approach used a CRISPRi system derived from Streptococcus pyogenes, which involves the co-expression of the dcas9 gene encoding a catalytically inactive Cas9 protein and a customizable single guide RNA (sgRNA). In our system, dcas9 is expressed from a single copy in the chromosome of methicillin resistant S. aureus (MRSA) strains COL or JE2, under the control of a tightly regulated promoter, inducible by anhydrotetracycline. The sgRNAs are expressed from a replicative plasmid under the control of a constitutively active promoter. This system enables efficient, inducible, knockdown of both essential and non-essential genes. Using this approach, we constructed the Lisbon CRISPRi Mutant Library (LCML) comprising 261 strains, in the JE2 background, containing sgRNAs targeting 200 essential genes/operons. This library facilitates the study of the function of essential S. aureus genes and is complementary to the Nebraska Transposon Mutant Library which consists of nearly 2000 strains, each carrying a transposon insertion within a non-essential gene. The availability of these two libraries will facilitate the study of S. aureus pathogenesis and biology. Abstract Importance Staphylococcus aureus is an important clinical pathogen that causes a high number of antibiotic resistant infections. The study of S. aureus biology, and particularly of the function of essential proteins, is of particular importance to develop new approaches to combat this pathogen. We have optimized a CRISPRi system that allows efficient targeting of essential S. aureus genes. Furthermore, we have used that system to construct a library of 261 strains which allow the depletion of essential proteins encoded in 200 genes/operons. This library, which we have named Lisbon CRISPRi Mutant Library (LCML), should facilitate the study of S. aureus pathogenesis and biology.

Abstract N6-methyladenosine (m 6 A) is a mRNA modification with important roles in gene expression. In African trypanosomes, this post-transcriptional modification is detected in hundreds of transcripts and it affects the stability of the variant surface glycoprotein (VSG) transcript in the proliferating blood stream form. However, how m6A landscape varies across the life cycle remains poorly defined. Using full-length, non-fragmented RNA, we immunoprecipitated and sequenced m 6 A-modified transcripts across three life cycle stages of Trypanosoma brucei – slender (proliferative), stumpy (quiescent), and procyclic forms (proliferative). We found that 1037 transcripts are methylated in at least one of these three life cycle stages. While 21% of methylated transcripts are common in the three stages of the life cycle, globally each stage has a distinct methylome. Interestingly, 47% of methylated transcripts are detected in the quiescent stumpy form only, suggesting a critical role for m 6 A when parasites exit the cell cycle and prepare for transmission by the Tsetse fly. In this stage, we found that a significant proportion of methylated transcripts encodes for proteins involved in RNA metabolism, which is consistent with their reduced transcription and translation. Moreover, we found that not all major surface proteins are regulated by m 6 A, as procyclins are not methylated, and that, within the VSG repertoire, not all VSG transcripts are demethylated upon parasite differentiation to procyclic form. This study reveals that the m 6 A regulatory landscape is specific to each life cycle stage, becoming more pervasive as T. brucei exits the cell cycle. Summary African trypanosome parasites adapt to mammalian and insect hosts by adjusting gene expression, morphology, and metabolism. In this study, we focus on how N6-methyladenosine (m 6 A), a post-transcriptional modification, affects the parasite’s transcriptome throughout its differentiation from the mammalian host to the fly. We found that methylation is differentially regulated as the life cycle progresses, being particularly prevalent in the non-proliferative stumpy form, as more methylated transcripts are found at this insect-infective stage than in slender and procyclic forms. We further show that the not all parasite surface proteins are regulated by m 6 A and that the previously identified link between m 6 A methylation and the expression level of the major surface protein of bloodstream forms applies to the active variant surface glycoprotein, but not always to silent genes, suggesting two distinct regulatory mechanisms of (de)methylation.

The impact of commensal bacteria on the host arises from complex microbial-diet-host interactions. Mapping metabolic interactions in gut microbial communities is therefore key to understand how the microbiome influences the host. Here we use an interdisciplinary approach including isotope-resolved metabolomics to show that in Drosophila melanogaster, Acetobacter pomorum (Ap) and Lactobacillus plantarum (Lp) establish a syntrophic relationship to overcome detrimental host diets and identify Ap as the bacterium altering the host's feeding decisions. Specifically, we show that Lp generates lactate which is used by Ap to produce and provide amino acids that are essential to Lp allowing it to grow in imbalanced diets. Lactate is also necessary and sufficient for Ap to alter the fly's protein appetite. Our data show that gut bacterial communities use metabolic interactions to become resilient to detrimental host diets and to ensure the constant flow of metabolites used by effector bacteria to alter host behaviour.

Foraging animals must balance the costs of exploring their surroundings with the potential benefits of finding nutritional resources. Each time an animal encounters a food source it must decide whether to initiate feeding or continue searching for potentially better options. Experimental evidence and patch foraging models predict that this decision depends on both nutritional state and the density of available resources in the environment. How the brain integrates such internal and external states to adapt the so-called exploration-exploitation trade-off remains poorly understood. We use video-based tracking to show that Drosophila regulates the decision to engage with food patches based on nutritional state and travel time between food patches, the latter being a measure of food patch density in the environment. To uncover the neuronal basis of this decision process, we performed a neurogenetic silencing screen of more than 400 genetic driver lines with sparse expression patterns in the fly brain. We identified a population of neurons in the central complex that acts as a key regulator of the decision to engage with a food patch. We show that manipulating the activity of these neurons alters the probability to engage, that their activity is modulated by the protein state of the animal, and that silencing these neurons perturbs the ability of the animal to adjust foraging decisions to the fly’s travel time between food patches. Taken together, our results reveal a neuronal substrate that integrates nutritional state and patch density information to control a specific foraging decision, and therefore provide an important step towards a mechanistic explanation of the cognitive computations that resolve complex cost-benefit trade-offs.